Udary, które dotykają miliony ludzi na całym świecie, powstają, gdy dopływ krwi do części mózgu zostaje przerwany lub zmniejszony, co uniemożliwia tkance mózgowej dostęp do tlenu i składników odżywczych. Kilka minut opóźnienia może spowodować trwałe uszkodzenie komórek mózgowych.

Zespół inżynierów biomedycznych z Uniwersytetu RMIT opracował możliwości sztucznej inteligencji leżące u podstaw technologii oprogramowania i opublikował swoje wyniki w: Metody i programy komputerowe w biomedycynie.

Doktorant Guilherme Camargo de Oliveira z RMIT i Uniwersytetu Stanowego w São Paulo kierował tymi badaniami pod nadzorem kierownika zespołu, profesora Dinesha Kumara.

Wczesne wykrycie udaru ma kluczowe znaczenie, ponieważ szybkie leczenie może znacząco poprawić wyniki w zakresie powrotu do zdrowia, zmniejszyć ryzyko długotrwałej niepełnosprawności i uratować życie”.

Dinesh Kumar, profesor, Szkoła Inżynierii, Uniwersytet RMIT

„Opracowaliśmy proste narzędzie na smartfony, za pomocą którego ratownicy medyczni mogą natychmiast określić, czy pacjent jest po udarze, a następnie poinformować szpital, zanim ambulans opuści dom pacjenta”.

Narzędzie na smartfony, którego dokładność wykrywania udaru wynosi 82%, nie zastąpi kompleksowych klinicznych testów diagnostycznych udaru, ale mogłoby pomóc w znacznie szybszej identyfikacji osób wymagających leczenia.

„Nasze narzędzie do badań przesiewowych twarzy ma wskaźnik skuteczności w wykrywaniu udaru porównywalny ze skutecznością ratowników medycznych” – powiedział Kumar.

Udary mogą być trudne do zauważenia

Objawy udaru obejmują splątanie, częściową lub całkowitą utratę kontroli nad ruchami, zaburzenia mowy i zmniejszoną mimikę.

„Badania wskazują, że prawie 13% udarów jest pomijanych na oddziałach ratunkowych i w szpitalach lokalnych, podczas gdy u 65% pacjentów bez udokumentowanych badań neurologicznych występuje udar niezdiagnozowany” – powiedział Kumar.

„W wielu przypadkach objawy są bardzo subtelne. Co więcej, jeśli ratownicy pracują z osobami innej rasy lub płci – w szczególności z kobietami i osobami kolorowymi – istnieje większe prawdopodobieństwo, że znaki zostaną przeoczone.

„Odsetek ten może być jeszcze wyższy w mniejszych ośrodkach regionalnych. Biorąc pod uwagę, że do wielu udarów dochodzi w domu, a początkową opiekę często zapewniają ratownicy w nieidealnych warunkach, istnieje pilna potrzeba opracowania przyjaznych dla użytkownika narzędzi diagnostycznych działających w czasie rzeczywistym. „

Jak działa technologia

Nowatorska technologia oparta na sztucznej inteligencji wykorzystuje moc rozpoznawania wyrazu twarzy do wykrywania udaru poprzez analizę symetrii twarzy i określonych ruchów mięśni, zwanych jednostkami działania.

System kodowania działań twarzy (FACS), pierwotnie opracowany w latach 70. XX wieku, kategoryzuje ruchy twarzy na podstawie skurczu lub rozluźnienia mięśni twarzy, zapewniając szczegółowe ramy do analizy wyrazu twarzy.

„Jednym z kluczowych parametrów wpływających na osoby po udarze jest to, że ich mięśnie twarzy zwykle stają się jednostronne, w związku z czym jedna strona twarzy zachowuje się inaczej niż druga” – stwierdziła de Oliveira.

„Mamy narzędzia sztucznej inteligencji i narzędzia do przetwarzania obrazu, które potrafią wykryć, czy występuje jakakolwiek zmiana w asymetrii uśmiechu – w naszym przypadku to jest klucz do wykrycia”.

W badaniu wykorzystano nagrania wideo badań wyrazu twarzy 14 osób po udarze mózgu i 11 zdrowych osób z grupy kontrolnej.

Następne kroki

We współpracy z podmiotami świadczącymi opiekę zdrowotną zespół planuje przekształcić narzędzie na smartfon w aplikację, która umożliwi wykrywanie innych schorzeń neurologicznych wpływających na mimikę twarzy.

„Chcemy zachować jak największą czułość i szczegółowość. Obecnie pracujemy nad narzędziem AI zawierającym dodatkowe dane i pozwalającym uwzględnić również inne choroby” – powiedział Kumar.

„Współpraca z podmiotami świadczącymi opiekę zdrowotną będzie kluczowa dla zintegrowania tej aplikacji z istniejącymi protokołami reagowania w sytuacjach kryzysowych, zapewniając ratownikom medycznym skuteczny sposób wczesnego wykrywania udaru”.

W ramach tych badań naukowcy z RMIT nawiązali współpracę z Uniwersytetem Stanowym w São Paulo w Brazylii.